质量衡算与能量衡算.ppt

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1、本篇主要内容第二章质量衡算与能量衡算第三章流体流动第四章热量传递第五章质量传递第I篇环境工程原理基础第一章质量衡算与能量衡算第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量常用物理量及单位换算常用物理量及其表示方法第二节质量衡算衡算系统的概念总质量衡算方程第三节能量衡算总能量衡算方程热量衡算方程本章主要内容一、计量单位二、物理量的单位换算三、量纲和无量纲准数四、常用物理量及其表示方法本节的主要内容第一节常用物理量计量单位是度量物理量的标准物理量＝数值×单位国际单位制，符号为SI7个基本单位；2个辅助单位；导出单位。第一节常用物

2、理量一、计量单位mkg表2.1.1国际单位制的基本单位7个基本单位2个辅助单位表2.1.2国际单位制的辅助单位量的名称单位名称单位符号平面角立体角弧度球面度radsr第一节常用物理量按照定义式由基本单位相乘或相除求得。导出单位当采用其它单位制时，将各物理量的单位代入定义式中，得到的k不等于1。例如，上例中，若距离的单位为cm，则k=0.01。式中F——力；m——质量；a——加速度；u——速度；t——时间；S——距离；k——比例系数。力的导出单位，按牛顿运动定律写出力的定义式，即按照国际单位制规定，取k=1，则力的导出单

3、位为第一节常用物理量导出单位表2.1.3国际单位制中规定了若干具有专门名称的导出单位第一节常用物理量同一物理量用不同单位制的单位度量时，其数值比称为换算因数例如1m长的管用英尺度量时为3.2808ft，则英尺与米的换算因数为3.2808。解：按照题意，将kgf/cm2中力的单位kgf换算为N，cm2换算为m2。查表，N与kgf的换算因数为9.80665，因此1kgf＝9.80665N又1cm＝0.01m所以：1.033kgf/cm2＝1.033×9.80665N/(0.01m)2=1.013×105N/m2【例题2.1

4、.1】:已知1atm＝1.033kgf/cm2，将其换算为N/m2。二、物理量的单位换算第一节常用物理量(一)量纲用来描述物体或系统物理状态的可测量性质称为它的量纲。量纲与单位的区别：量纲是可测量的性质；单位是测量的标准，用这些标准和确定的数值可以定量地描述量纲。可测量物理量可以分为两类：基本量和导出量。三、量纲和无量纲准数第一节常用物理量基本量纲:质量、长度、时间、温度的量纲，分别以M、L、t和T表示，简称MLtT量纲体系。其它物理量均可以以M、L、t和T的组合形式表示其量纲:[速度]=[密度]=[压强]=[粘度]=

5、Lt－1ML－3ML－1t－2ML－1t－1第一节常用物理量1．质量浓度与物质的量浓度（1）质量浓度ρA，ρ（2）物质的量浓度cA，c组分A的摩尔质量第一节常用物理量(2.1.2)(2.1.4)(2.1.5)2.质量分数与摩尔分数（1）质量分数和体积分数组分A的质量分数混合物的总质量组分A的质量(2.1.6)在水处理中，污水中的污染物浓度一般较低，1L污水的质量可以近似认为等于1000g，所以实际应用中，常常将质量浓度和质量分数加以换算，即1mg/L相当于1mg/1000g＝1×10-6（质量分数）=1ppm1μg/L

6、相当于1μg/1000g＝1×10-9（质量分数）=1ppb当污染物的浓度过高，导致污水的比重发生变化时，上两式应加以修正，即1mg/L相当于1/污水的密度（质量分数）1μg/L相当于1/污水的密度（质量分数）ppm————ppb————μg/g，10-6μg/kg，10-9（质量分数）第一节常用物理量对于气体，体积分数和质量浓度之间的关系和压力、温度以及污染物质的分子量有关。对于理想气体，可以用理想气体状态方程表示，即：式中：p——绝对压力，atm；VA——体积，m3；nA——物质的摩尔数，mol；R——理想气体常数

7、，0.082L·atm·K-1·mol-1；T——绝对温度，K。第一节常用物理量(2.1.9)根据质量浓度的定义根据理想气体状态方程体积分数和质量浓度之间的关系？第一节常用物理量(2.1.10)(2.1.11)(2.1.13)（2）摩尔分数组分A的摩尔分数混合物的总摩尔数组分A的摩尔数当混合物为气液两相体系时，常以x表示液相中的摩尔分数，y表示气相中的摩尔分数，组分A的质量分数与摩尔分数的关系第一节常用物理量(2.1.15b)(2.1.15a)(2.1.14)3．质量比与摩尔比组分A的质量比混合物中惰性物质的质量组分A

8、的质量（当混合物中除组分A外，其余为情性组分时）组分A与惰性组分的关系第一节常用物理量(2.1.16)质量比与质量分数的关系(2.1.17)组分A与惰性组分的关系3．质量比与摩尔比（当混合物中除组分A外，其余为情性组分时）第一节常用物理量组分A的摩尔比混合物中惰性物质的摩尔数组分A的摩尔数(2.1.18)摩尔比与摩尔分数的关系(2